丁瑞利

(江苏省南京市第一中学高三12班，江苏 南京 210000)



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浅议小孔成像

丁瑞利

(江苏省南京市第一中学高三12班，江苏 南京 210000)

小孔成像实验可以说明光线沿直线传播的事实，然而在一些简单设计的小孔成像实验中，人们往往看不到清晰的像.笔者针对这一问题进行了计算和分析，说明了不能清晰成像的原因，并提出了解决方案，获得较为清晰的成像效果.

小孔成像；光线；人眼分辨率

两千多年以前，我国学者墨子做了人类历史上第一个小孔成像的实验，并解释了小孔成倒像的原因，指出了光沿直线传播的特性.

1 问题的提出

小孔成像实验的器材主要有两个：一个是遮光板做的箱子，前面开一个小孔O，另一个是放在小孔O前面的物体(一般是点燃的蜡烛，用箭头表示).如图1所示，物体上任意一点A将向四面八方发出(或反射)光线，这也是我们可以从任何方向看到物体的原因.如果小孔O足够小，只允许A点发出(或反射)光线中的“一根”光线通过小孔，并照射到小孔后面的屏上，则屏上就出现了和点A对应的像点A′.物体上每个点都有一个对应的像点，所以在屏上就可以看到物体的像了.在这种只允许“一根”光线通过的理想状态下，像点和物点是一一对应的.根据几何原理，可知像是倒立的，像的放大倍数是像距v和物距u的比值，为v/u.

图1

根据以上小孔成像的原理，笔者用以下方法重复了小孔成像的实验：用薄白纸覆盖在铁制的茶叶罐顶部作……